CN116389981B - 一种基于人工智能的功放控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人工智能的功放控制系统及方法，属于音响控制技术领域。该系统包括数据采集模块、数据处理模块、功能控制模块和数据存储模块；所述数据采集模块通过计时器采集时间信息，通过摄像头采集视频信息，通过噪声测量仪器采集环境信息；所述数据处理模块根据时间信息和环境信息对音量自调节区间进行限定，根据视频信息计算设备音量值；所述功能控制模块用于控制设备的关闭以及设备的运行状态；所述数据存储模块用于对所有信息进行备份存储。本发明通过判断声音覆盖范围内是否存在目标对象以及获取目标对象的相关信息，实现设备开关的控制和设备运行状态的精准设定，降低设备对环境的影响，使得设备运行更加人性化。

Description

一种基于人工智能的功放控制系统及方法

技术领域

本发明涉及音响控制技术领域，具体为一种基于人工智能的功放控制系统及方法。

背景技术

随着信息化技术的高速发展，各类设备的智能化研究也逐渐成为了人们关注的焦点。智能音箱是一种集成了语音识别、自然语言处理、音频处理等技术的智能音频设备，可以通过人类语音命令进行控制，实现语音交互、智能家居控制、音频播放等功能。

现阶段，智能音响能够读取人的语音指令，将自然语言转换为机器语言，自动激活启动并执行相应的任务，给操作者带来极大便利性的同时，也暴露了一些隐患问题。例如，在休息时间或较为安静的环境中，人在近距离激活设备时，设备发出巨大声音，不仅容易惊吓到激活人员也会影响环境干扰到其他人。或者在设备工作中，人员离场时忘记关闭设备，导致设备一直处于工作状态，浪费电力资源的同时，也在时时刻刻影响周边环境。这些情况都是智能音响的日常使用过程中会产生的问题，如何进行针对性的措施来预防和处理上述问题，不仅能够提高设备的智能化程度，也是在不断人性化的过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于人工智能的功放控制系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于人工智能的功放控制系统，该系统包括数据采集模块、数据处理模块、功能控制模块和数据存储模块。

所述数据采集模块通过计时器采集时间信息，通过摄像头采集视频信息，通过噪声测量仪器采集环境信息；所述数据处理模块根据时间信息和环境信息对音量自调节区间进行限定，根据视频信息计算设备音量的设定值；所述功能控制模块用于控制设备的关闭以及设备的运行状态；所述数据存储模块用于对所有信息进行备份存储。

所述数据采集包括视频信息采集单元和环境信息采集单元。

所述视频信息采集单元通过外部连接的摄像头采集设备应用范围内的视频信息，当目标对象处于应用范围内时，摄像头能够拍摄到目标对象。

设备应用范围是指设备所应用的场景区域内，以该设备所在位置为圆心，设备发出最大声音时，人耳刚好能听到的最小声音强度(听阈)所在位置与设备的距离为半径，划分出来的圆形区域为设备应用范围，该范围面积固定不变。

所述环境信息采集单元通过设备内部的噪声测量仪采集设备附近的环境噪音水平等级信息，通过设备内部计时器采集当前设备激活的时间信息。

设备激活时间是指当设备处于关机或待机时，被目标对象通过语音或按键等方式唤醒，进入工作状态的时间，该时间为一个固定值，具体为二十四小时制中的某一个时刻。

所述数据处理模块包括音量区间调节单元和音量值计算单元。

所述音量区间调节单元用于确定音量自调节区间。通过当前设备激活时间来确定音量自调节大区间，根据设备附近的环境噪音水平等级来确定音量自调节小区间，音量自调节小区间是在音量自调节大区间内进一步缩小区间范围所调节出来的区间。

当设备激活时，系统自动记录当前时间，并判断该时间是否处于工作时间区间或休息时间区间。工作时间内，音量自调节区间不进行限制；休息时间内，音量自调节区间最大值减小。继续判断激活时间时设备附近的环境噪音水平等级，环境噪音水平等级较高时，音量自调节区间最小值加大；环境噪音水平等级较低时，音量自调节区间最大值减小。

所述音量值计算单元用于计算设备音量值；根据摄像头采集到的视频信息进行逐帧分析，判断目标对象与设备之间的距离，代入公式中计算得到设备音量值，设备音量值计算公式根据测试数据拟合得到。

为避免影响听力健康或造成惊吓，目标对象距离设备越近，计算得到的设备音量值越小。为保证声音能被清晰的听到，目标对象距离设备越远，计算得到的设备音量值越大。设备音量值最大或最小都不会超过限定的音量自调节区间。

所述功能控制模块包括设备开关控制单元和设备状态控制单元。

所述设备开关控制单元用于控制设备的开关，当目标对象激活设备时，设备通电开启；当检测到目标对象离开声音覆盖范围时，设备断电关闭。

声音覆盖范围是以设备所在位置为圆心，在当前设备音量下，设备声音有效传播距离为半径，划分出圆形范围作为声音覆盖范围。声音覆盖范围是动态变化的，范围面积大小根据当前时刻设备音量大小决定。实时判断目标对象是否处于声音覆盖范围内，处于则不做处理；不处于则控制设备断电关闭。

所述设备状态控制单元用于控制设备的音量大小，根据数据处理模块计算得到的音量值，相应的调整设备的音量值。

所述数据存储模块用于将采集信息和调整信息存入数据库，以供溯源操作。

一种基于人工智能的功放控制方法，该方法包括以下步骤：

S1、设备激活时，采集环境信息和目标对象信息；

S2、通过环境信息来调整设备音量自调节区间；

S3、根据目标对象信息计算出设备音量初始值；

S4、设备开始工作，并实时调整运行状态。

在S1中，环境信息包括设备激活时的时间信息和设备附近的环境噪音水平等级信息，分别通过计时器和噪声测量仪器进行采集。目标对象信息是指目标对象与设备之间的距离信息，通过设备外部连接的摄像头采集到的视频信息进行分析计算，得到距离信息。

在S2中，设备音量自调节区间的调整步骤如下：

S201、设备激活时，计时器和噪声测量仪器分别采集当前时间信息和设备附近的环境噪音水平等级，作为初始值。

S202、判断初始时间是否处于设定的休息时间区间，不处于休息时间区间则不做调整，处于休息时间区间，则将音量自调节区间最大值向下调整为设定值C。

S203、判断初始环境噪音水平等级，当初始环境噪音水平等级高时，将音量自调节区间最小值向上调整为设定值A；当初始环境噪音水平等级低时，将音量自调节区间最大值向下调整为设定值B；公式如下：

式中，VAR为音量自调节区间，Z_t为初始环境噪音水平等级，Z_高为高等级环境噪音水平区间，Z_低为低等级环境噪音水平区间，T_t为初始时间，T_休息为休息时间区间,A、B和C为设定值，S_min为初始音量自调节区间最小值，S_max为初始音量自调节区间最大值。

在S3中，设备音量初始值的计算步骤如下：

S301、利用数学建模的方法为当前摄像头拍摄到的画面建立一幅背景图像，该背景图像内没有目标对象存在，将拍摄到的视频信息进行逐帧分析，采集当前时刻的图像帧，将当前图像帧与背景图像对应像素点的灰度值进行相减，取绝对值后得到差分图像，公式如下：

Q_n(x,y)＝|d_n(x,y)-C(x,y)|

式中，Q_n(x,y)为差分图像第n个像素点的灰度值，d_n(x,y)为当前图像帧第n个像素点的灰度值，C(x,y)为背景图像对应像素点的灰度值。

S302、设定阈值H，对差分图像所有像素点进行二值化处理，得到二值化图像，灰度值255的点为前景点，灰度值0的点为背景点；公式如下：

式中，O_n(x,y)为二值化图像第n个像素点的灰度值，X为阈值，Q_n(x,y)为差分图像第n个像素点的灰度值。

S303、对图像Q_n进行连通性分析，采用OpenCV对图像进行人体轮廓检测，分析当前图像帧内目标对象的具体位置，将当前图像帧上目标对象与设备之间的距离代入公式中，计算得到当前图像帧所对应时间的设备音量值，计算公式如下：

式中，Y_n为第n个图像帧对应时间下设备音量值，j_n为第n个图像帧上目标对象与设备之间的距离，i为距离影响系数，g为设备功率，VAR_max为音量自调节区间最大值，VAR_min为音量自调节区间最小值，K为设备音量影响系数。

设备音量值和目标对象与设备之间的距离关系公式根据实际测试数据拟合得到。在理想环境下，人与音响设备距离保持不变，调整设备音量值，使得人耳处于舒适状态，该状态下刚好能够听清声音内容并且长时间处于该环境中不会对听力产生伤害，收集此情况下的距离信息和设备音量值。通过不断调整人与音响设备距离和设备音量值，得到人耳舒适状态下的不同距离和不同设备音量值信息，将这些信息进行拟合，得到关系公式。

在S4中，运行状态的调整包括设备音量大小控制和设备的关闭控制；调整步骤如下：

S401、将当前时刻设备音量值代入公式中，计算出设备声音有效传播距离，该距离内，目标对象能够听清设备发声，超过该距离则不能听清设备发声；计算公式如下：

式中，D表示设备声音有效传播距离，Y为设备音量值，L为能听清的最小音量值。

S402、以设备所在位置为圆心，在当前设备音量下，设备声音有效传播距离为半径，划分出圆形范围作为声音覆盖范围。

声音覆盖范围内，目标对象能够听到清晰的设备发声，声音范围外，目标对象无法听到清晰的设备发声。设备音量越大，声音覆盖范围越大，反之则覆盖范围越小。设备音量在音量自调节区间内上下浮动，声音覆盖范围也随之动态变化。

S403、判断当前时刻下，目标对象与设备距离是否大于设备声音有效传播距离，大于则说明目标对象不处于声音覆盖范围内，自动控制设备关闭，停止发声；小于或等于则说明目标对象处于声音覆盖范围内，进入下一步骤。

S404、根据目标对象与设备之间的距离变化，代入公式中，动态计算出设备音量值，及时调整设备运行状态；目标对象靠近设备时，设备音量减小，目标对象远离设备时，设备音量加大，音量变化幅度处于音量自调节区间内。

设备工作的时候，也会根据环境的变化实时调整音量自调节区间，音量自调节区间调整完毕后，音量自调节基于调整后的区间进行自调节。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、本发明在设备工作之前，先对设备激活时间进行判断，判断是否为休息时间，再对环境噪音水平等级进行高低判断，根据判断结果来限制设备的音量自调节区间。使得设备能够适应周边环境，提高设备智能化水平。

2、本发明在设备工作之前，对目标对象与设备距离进行计算，从而得到设备音量初始值。使得目标对象在近距离激活设备时，设备不会发出过大的声音，从而惊吓到激活人员，以及影响环境干扰到其他人。

3、本发明在设备工作时，能够根据目标对象与设备之间的距离变化实时调整工作状态。当目标对象在声音覆盖范围内时：目标对象距离设备越近，为避免影响听力健康或造成惊吓，设备音量值越小；目标对象距离设备越远，为保证声音能被清晰的听到，设备音量值越大。当目标对象离开声音覆盖范围时：设备自动关闭，避免影响环境造成电力浪费。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种基于人工智能的功放控制系统及方法的结构示意图；

图2是本发明一种基于人工智能的功放控制系统及方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供技术方案：一种基于人工智能的功放控制系统，该系统包括数据采集模块、数据处理模块、功能控制模块和数据存储模块。

数据采集模块通过计时器采集时间信息，通过摄像头采集视频信息，通过噪声测量仪器采集环境信息；数据处理模块根据时间信息和环境信息对音量自调节区间进行限定，根据视频信息计算设备音量的设定值；功能控制模块用于控制设备的关闭以及设备的运行状态；数据存储模块用于对所有信息进行备份存储。

数据采集包括视频信息采集单元和环境信息采集单元。

视频信息采集单元通过外部连接的摄像头采集设备应用范围内的视频信息，当目标对象处于应用范围内时，摄像头能够拍摄到目标对象。

设备应用范围是指设备所应用的场景区域内，以该设备所在位置为圆心，设备发出最大声音时，人耳刚好能听到的最小声音强度(听阈)所在位置与设备的距离为半径，划分出来的圆形区域为设备应用范围，该范围面积固定不变。

环境信息采集单元通过设备内部的噪声测量仪采集设备附近的环境噪音水平等级信息，通过设备内部计时器采集当前设备激活的时间信息。

设备激活时间是指当设备处于关机或待机时，被目标对象通过语音或按键等方式唤醒，进入工作状态的时间，该时间为一个固定值，具体为二十四小时制中的某一个时刻。

数据处理模块包括音量区间调节单元和音量值计算单元。

音量区间调节单元用于确定音量自调节区间。通过当前设备激活时间来确定音量自调节大区间，根据设备附近的环境噪音水平等级来确定音量自调节小区间，音量自调节小区间是在音量自调节大区间内进一步缩小区间范围所调节出来的区间。

当设备激活时，系统自动记录当前时间，并判断该时间是否处于工作时间区间或休息时间区间。工作时间内，音量自调节区间不进行限制；休息时间内，音量自调节区间最大值减小。继续判断激活时间时设备附近的环境噪音水平等级，环境噪音水平等级较高时，音量自调节区间最小值加大；环境噪音水平等级较低时，音量自调节区间最大值减小。

音量值计算单元用于计算设备音量值；根据摄像头采集到的视频信息进行逐帧分析，判断目标对象与设备之间的距离，代入公式中计算得到设备音量值，设备音量值计算公式根据测试数据拟合得到。

为避免影响听力健康或造成惊吓，目标对象距离设备越近，计算得到的设备音量值越小。为保证声音能被清晰的听到，目标对象距离设备越远，计算得到的设备音量值越大。设备音量值最大或最小都不会超过限定的音量自调节区间。

功能控制模块包括设备开关控制单元和设备状态控制单元。

设备开关控制单元用于控制设备的开关，当目标对象激活设备时，设备通电开启；当检测到目标对象离开声音覆盖范围时，设备断电关闭。

声音覆盖范围是以设备所在位置为圆心，在当前设备音量下，设备声音有效传播距离为半径，划分出圆形范围作为声音覆盖范围。声音覆盖范围是动态变化的，范围面积大小根据当前时刻设备音量大小决定。实时判断目标对象是否处于声音覆盖范围内，处于则不做处理；不处于则控制设备断电关闭。

设备状态控制单元用于控制设备的音量大小，根据数据处理模块计算得到的音量值，相应的调整设备的音量值。

数据存储模块用于将采集信息和调整信息存入数据库，以供溯源操作。

请参阅图2，本发明提供技术方案，一种基于人工智能的功放控制方法，该方法包括以下步骤：

S1、设备激活时，采集环境信息和目标对象信息；

S2、通过环境信息来调整设备音量自调节区间；

S3、根据目标对象信息计算出设备音量初始值；

S4、设备开始工作，并实时调整运行状态。

在S1中，环境信息包括设备激活时的时间信息和设备附近的环境噪音水平等级信息，分别通过计时器和噪声测量仪器进行采集。目标对象信息是指目标对象与设备之间的距离信息，通过设备外部连接的摄像头采集到的视频信息进行分析计算，得到距离信息。

在S2中，设备音量自调节区间的调整步骤如下：

S201、设备激活时，计时器和噪声测量仪器分别采集当前时间信息和设备附近的环境噪音水平等级，作为初始值。

S202、判断初始时间是否处于设定的休息时间区间，不处于休息时间区间则不做调整，处于休息时间区间，则将音量自调节区间最大值向下调整为设定值C。

S203、判断初始环境噪音水平等级，当初始环境噪音水平等级高时，将音量自调节区间最小值向上调整为设定值A；当初始环境噪音水平等级低时，将音量自调节区间最大值向下调整为设定值B；公式如下：

式中，VAR为音量自调节区间，Z_t为初始环境噪音水平等级，Z_高为高等级环境噪音水平区间，Z_低为低等级环境噪音水平区间，T_t为初始时间，T_休息为休息时间区间,A、B和C为设定值，S_min为初始音量自调节区间最小值，S_max为初始音量自调节区间最大值。

在S3中，设备音量初始值的计算步骤如下：

S301、利用数学建模的方法为当前摄像头拍摄到的画面建立一幅背景图像，该背景图像内没有目标对象存在，将拍摄到的视频信息进行逐帧分析，采集当前时刻的图像帧，将当前图像帧与背景图像对应像素点的灰度值进行相减，取绝对值后得到差分图像，公式如下：

Q_n(x,y)＝|d_n(x,y)-C(x,y)|

式中，Q_n(x,y)为差分图像第n个像素点的灰度值，d_n(x,y)为当前图像帧第n个像素点的灰度值，C(x,y)为背景图像对应像素点的灰度值。

S302、设定阈值H，对差分图像所有像素点进行二值化处理，得到二值化图像，灰度值255的点为前景点，灰度值0的点为背景点；公式如下：

式中，O_n(x,y)为二值化图像第n个像素点的灰度值，X为阈值，Q_n(x,y)为差分图像第n个像素点的灰度值。

S303、对图像Q_n进行连通性分析，采用OpenCV对图像进行人体轮廓检测，分析当前图像帧内目标对象的具体位置，将当前图像帧上目标对象与设备之间的距离代入公式中，计算得到当前图像帧所对应时间的设备音量值，计算公式如下：

式中，Y_n为第n个图像帧对应时间下设备音量值，j_n为第n个图像帧上目标对象与设备之间的距离，i为距离影响系数，g为设备功率，VAR_max为音量自调节区间最大值，VAR_min为音量自调节区间最小值，K为设备音量影响系数。

设备音量值和目标对象与设备之间的距离关系公式根据实际测试数据拟合得到。在理想环境下，人与音响设备距离保持不变，调整设备音量值，使得人耳处于舒适状态，该状态下刚好能够听清声音内容并且长时间处于该环境中不会对听力产生伤害，收集此情况下的距离信息和设备音量值。通过不断调整人与音响设备距离和设备音量值，得到人耳舒适状态下的不同距离和不同设备音量值信息，将这些信息进行拟合，得到关系公式。

在S4中，运行状态的调整包括设备音量大小控制和设备的关闭控制；调整步骤如下：

S401、将当前时刻设备音量值代入公式中，计算出设备声音有效传播距离，该距离内，目标对象能够听清设备发声，超过该距离则不能听清设备发声；计算公式如下：

式中，D表示设备声音有效传播距离，Y为设备音量值，L为能听清的最小音量值。

S402、以设备所在位置为圆心，在当前设备音量下，设备声音有效传播距离为半径，划分出圆形范围作为声音覆盖范围。

声音覆盖范围内，目标对象能够听到清晰的设备发声，声音范围外，目标对象无法听到清晰的设备发声。设备音量越大，声音覆盖范围越大，反之则覆盖范围越小。设备音量在音量自调节区间内上下浮动，声音覆盖范围也随之动态变化。

S403、判断当前时刻下，目标对象与设备距离是否大于设备声音有效传播距离，大于则说明目标对象不处于声音覆盖范围内，自动控制设备关闭，停止发声；小于或等于则说明目标对象处于声音覆盖范围内，进入下一步骤。

S404、根据目标对象与设备之间的距离变化，代入公式中，动态计算出设备音量值，及时调整设备运行状态；目标对象靠近设备时，设备音量减小，目标对象远离设备时，设备音量加大，音量变化幅度处于音量自调节区间内。

设备工作的时候，也会根据环境的变化实时调整音量自调节区间，音量自调节区间调整完毕后，音量自调节基于调整后的区间进行自调节。

实施例一：

假设A和B两个目标对象，分别在不同场合下激活设备，A采用近距离(2米)手动激活方式，B采用远距离(4米)遥控激活方式；A激活时间为休息时间且环境噪音水平等级低，B激活时间为工作时间且环境噪音水平等级高；初始音量自调节区间最小值为40分贝，最大值为80分贝，设定值A、B和C分别为45分贝、70分贝和75分贝；代入公式可得：

A音量自调节区间：VAR＝[40，70]

B音量自调节区间：VAR＝[45，80]

对视频信息进行逐帧分析，找到设备激活时间所对应的图像帧，转换后得到A目标对象与设备之间的距离为2米，B目标对象与设备之间的距离为4米，假设距离影响系数为0.8，设备功率200w，设备音量影响系数200情况下，得到A和B对应设备音量值：

A设备音量值：

B设备音量值：

假设能听清的最小音量值为50分贝，将设备音量值代入公式计算设备声音的有效传播距离：

A有效传播距离:

B有效传播距离:

当A和B目标对象与对应设备之间的距离小于有效传播距离时，目标对象能够听到清晰的设备发声，设备音量跟随目标对象的靠近或远离而改变；当A和B目标对象与对应设备之间的距离大于有效传播距离时，设备自动关闭。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于人工智能的功放控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、设备激活时，采集环境信息和目标对象信息；

S2、通过环境信息来调整设备音量自调节区间；

S3、根据目标对象信息计算出设备音量初始值；

S4、设备开始工作，并实时调整运行状态；

在S3中，设备音量初始值的计算步骤如下：

S301、利用数学建模的方法为当前摄像头拍摄到的画面建立一幅背景图像，该背景图像内没有目标对象存在，将拍摄到的视频信息进行逐帧分析，采集当前时刻的图像帧，将当前图像帧与背景图像对应像素点的灰度值进行相减，取绝对值后得到差分图像，公式如下：

Q_n(x,y)＝|d_n(x,y)-C(x,y)|

式中，Q_n(x,y)为差分图像第n个像素点的灰度值，d_n(x,y)为当前图像帧第n个像素点的灰度值，C(x,y)为背景图像对应像素点的灰度值；

S302、设定阈值H，对差分图像所有像素点进行二值化处理，得到二值化图像，灰度值255的点为前景点，灰度值0的点为背景点；公式如下：

式中，O_n(x,y)为二值化图像第n个像素点的灰度值，X为阈值，Q_n(x,y)为差分图像第n个像素点的灰度值；

S303、对图像Q_n进行连通性分析，采用OpenCV对图像进行人体轮廓检测，分析当前图像帧内目标对象的具体位置，将当前图像帧上目标对象与设备之间的距离代入公式中，计算得到当前图像帧所对应时间的设备音量值，计算公式如下：

式中，Y_n为第n个图像帧对应时间下设备音量值，j_n为第n个图像帧上目标对象与设备之间的距离，i为距离影响系数，g为设备功率，VAR_max为音量自调节区间最大值，VAR_min为音量自调节区间最小值，K为设备音量影响系数。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的功放控制方法，其特征在于：其提供一种基于人工智能的功放控制系统，该系统包括数据采集模块、数据处理模块、功能控制模块和数据存储模块；

所述数据采集模块通过计时器采集时间信息，通过摄像头采集视频信息，通过噪声测量仪器采集环境信息；所述数据处理模块根据时间信息和环境信息对音量自调节区间进行限定，根据视频信息计算设备音量的设定值；所述功能控制模块用于控制设备的关闭以及设备的运行状态；所述数据存储模块用于对所有信息进行备份存储。

3.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的功放控制系统，其特征在于：所述数据采集包括视频信息采集单元和环境信息采集单元；

所述视频信息采集单元通过外部连接的摄像头采集设备应用范围内的视频信息，当目标对象处于应用范围内时，摄像头能够拍摄到目标对象；

所述环境信息采集单元通过设备内部的噪声测量仪采集设备附近的环境噪音水平等级信息，通过设备内部计时器采集当前设备激活的时间信息。

4.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的功放控制系统，其特征在于：所述数据处理模块包括音量区间调节单元和音量值计算单元；

所述音量区间调节单元用于确定音量自调节区间；通过当前设备激活时间来确定音量自调节大区间，根据设备附近的环境噪音水平等级来确定音量自调节小区间，音量自调节小区间是在音量自调节大区间内进一步缩小区间范围所调节出来的区间；

所述音量值计算单元用于计算设备音量值；根据摄像头采集到的视频信息进行逐帧分析，判断目标对象与设备之间的距离，代入公式中计算得到设备音量值，设备音量值计算公式根据测试数据拟合得到。

5.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的功放控制系统，其特征在于：所述功能控制模块包括设备开关控制单元和设备状态控制单元；

所述设备开关控制单元用于控制设备的开关，当目标对象激活设备时，设备通电开启；当检测到目标对象离开声音覆盖范围时，设备断电关闭；

所述设备状态控制单元用于控制设备的音量大小，根据数据处理模块计算得到的音量值，相应的调整设备的音量值。

6.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的功放控制系统，其特征在于：所述数据存储模块用于将采集信息和调整信息存入数据库，以供溯源操作。

7.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的功放控制方法，其特征在于：在S1中，环境信息包括设备激活时的时间信息和设备附近的环境噪音水平等级信息，分别通过计时器和噪声测量仪器进行采集；目标对象信息是指目标对象与设备之间的距离信息，通过设备外部连接的摄像头采集到的视频信息进行分析计算，得到距离信息。

8.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的功放控制方法，其特征在于，在S2中，设备音量自调节区间的调整步骤如下：

S201、设备激活时，计时器和噪声测量仪器分别采集当前时间信息和设备附近的环境噪音水平等级，作为初始值；

S202、判断初始时间是否处于设定的休息时间区间，不处于休息时间区间则不做调整，处于休息时间区间，则将音量自调节区间最大值向下调整为设定值C；

S203、判断初始环境噪音水平等级，当初始环境噪音水平等级高时，将音量自调节区间最小值向上调整为设定值A；当初始环境噪音水平等级低时，将音量自调节区间最大值向下调整为设定值B；公式如下：

式中，VAR为音量自调节区间，Z_t为初始环境噪音水平等级，Z_高为高等级环境噪音水平区间，Z_低为低等级环境噪音水平区间，T_t为初始时间，T_休息为休息时间区间,A、B和C为设定值，S_min为初始音量自调节区间最小值，S_max为初始音量自调节区间最大值。

9.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的功放控制方法，其特征在于，在S4中，运行状态的调整包括设备音量大小控制和设备的关闭控制；调整步骤如下：

S401、将当前时刻设备音量值代入公式中，计算出设备声音有效传播距离，该距离内，目标对象能够听清设备发声，超过该距离则不能听清设备发声；计算公式如下：

式中，D表示设备声音有效传播距离，Y为设备音量值，L为能听清的最小音量值；

S402、以设备所在位置为圆心，在当前设备音量下，设备声音有效传播距离为半径，划分出圆形范围作为声音覆盖范围；

S403、判断当前时刻下，目标对象与设备距离是否大于设备声音有效传播距离，大于则说明目标对象不处于声音覆盖范围内，自动控制设备关闭，停止发声；小于或等于则说明目标对象处于声音覆盖范围内，进入下一步骤；

S404、根据目标对象与设备之间的距离变化，代入公式中，动态计算出设备音量值，及时调整设备运行状态；目标对象靠近设备时，设备音量减小，目标对象远离设备时，设备音量加大，音量变化幅度处于音量自调节区间内。